ХИМИЯ: Радиоуглеродный анализ

Радиоуглеродный анализ

Кузьмищева К.

МОУ лицей № 2 г. Волгограда Руководитель: Лобанова Л. П.

Радиоуглеродный анализ — физический метод датирования биологических останков, предметов и материалов биологического происхождения путём измерения соотношения содержания в материале изотопов углерода. Предложен Уиллардом Либби в 1946 году (Нобелевская премия по химии, 1960). Углерод, являющийся одной из основных составляющих биологических организмов, присутствует в земной атмосфере в виде стабильных изотопов 12C и 13C и радиоактивного 14C. Изотоп 14C постоянно образуется в атмосфере под действием радиации (главным образом, космических лучей, но и излучения от земных источников тоже). Соотношение радиоактивного и стабильных изотопов углерода в атмосфере и в биосфере в одно и то же время в одном и том же месте одинаково, поскольку все живые организмы постоянно участвуют в углеродном обмене и получают углерод из окружающей среды, а изотопы, в силу их химической неразличимости, участвуют в биохимических процессах практически одинаковым образом. В живом организме удельная активность 14C равна примерно 0,3 распада в секунду на грамм углерода, что соответствует изотопному содержанию 14C около 10,10 %. С гибелью организма углеродный обмен прекращается. После этого стабильные изотопы сохраняются, а радиоактивный (14C) испытывает бета-распад с периодом полураспада 5568±30 лет, в результате его содержание в останках постепенно уменьшается. Зная исходное соотношение содержания изотопов в организме и измерив их текущее соотношение в биологическом материале, можно определить, сколько углерода-14 распалось и, таким образом, установить время, прошедшее с момента гибели организма. Для определения возраста из фрагмента исследуемого образца выделяется углерод (путём сжигания фрагмента), для выделенного углерода производится измерение радиоактивности, на основании этого определяется соотношение изотопов, которое и показывает возраст образца. Образец углерода для измерения активности обычно вводится в газ, которым наполняется пропорциональный счётчик, либо в жидкий сцинтиллятор. В последнее время для очень малых содержаний 14C и/или очень малых масс образцов (несколько мг) используется ускорительная масс-спектрометрия, позволяющая прямо определять содержание 14C. Предельный возраст образца, который может быть определён радиоуглеродным методом — около 60 000 лет, т. е. около 10 периодов полураспада 14C. За это время содержание 14C уменьшается примерно в 1000 раз (около 1 распада в час на грамм углерода).

Альтернативные источники энергии

Использование окислительно-восстановительных процессов для очистки газовых выбросов

Химия в криминалистике

Зачем ещё одна таблица? (опыт создания электронной Периодической системы)

Химия морей и океанов

Домашняя экология

Чай и кофе

Очистка воды на водоканале и в быту

Альдегиды

Вклад алхимии в становление химии как науки

Нефть

Учебно-информационный модуль по теме «В мире химических реакций»